题目内容

【题目】如图所示,水平地面上放置一平板,平板质量为m,长度为l.一质量为2m的物块(可视为质点),静止在平板上的中点处.已知物块与平板之间的动摩擦因数为μ,平板与地面之间的动摩擦因数为μ,重力加速度为g.

(1)若平板被锁定在地面上,给物块施加一水平向右的拉力,使物块从静止开始经过时间t后脱离平板,求该水平拉力的大小;
(2)若平板没有锁定,二者均静止,给物块施加一水平向右的拉力,使物块从静止开始经过时间t后脱离平板,求该水平拉力的大小.

【答案】
(1)解:设物块的加速度为a,根据牛顿第二定律可得:

F﹣μ2mg=2ma,

解得:a=

根据位移时间关系可得:

联立解得:F=2

答:若平板被锁定在地面上,给物块施加一水平向右的拉力,使物块从静止开始经过时间t后脱离平板,该水平拉力的大小为2


(2)解:设物块的加速度为a1,平板车的加速度为a2,根据牛顿第二定律可得:

F﹣μ2mg=2ma1

2μmg﹣ μ3mg=ma2

根据位移关系可得:

联立解得:F=3μmg+2m

答:若平板没有锁定,二者均静止,给物块施加一水平向右的拉力,使物块从静止开始经过时间t后脱离平板,该水平拉力的大小为3μmg+2m


【解析】(1)根据牛顿第二定律求解加速度大小,根据位移时间关系列方程联立求解;(2)根据牛顿第二定律列方程求解物块和平板车的加速度,根据位移关系列方程求解.
【考点精析】关于本题考查的匀变速直线运动的速度、位移、时间的关系和连接体问题,需要了解速度公式:V=V0+at;位移公式:s=v0t+1/2at2;速度位移公式:vt2-v02=2as;以上各式均为矢量式,应用时应规定正方向,然后把矢量化为代数量求解,通常选初速度方向为正方向,凡是跟正方向一致的取“+”值,跟正方向相反的取“-”值;处理连接题问题----通常是用整体法求加速度,用隔离法求力才能得出正确答案.

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